電子系統以及用于測試電容式電路線路的方法
【專利摘要】本發明涉及一種電子系統，該電子系統包括多條電路線路以及用于對該多條電路線路上及其之間的錯誤進行檢測的錯誤檢測部件，其中，每條電路線路具有與地面水平不同的電壓，該錯誤檢測部件被適配成用于進行測試例程，該測試例程包括以下步驟：?從該多條電路線路中選出一條電路線路；?確定所選擇的電路線路的電壓并且存儲該電壓值；?使所選擇的電路線路放電至地面水平；?迭代地重復上述選擇電路線路的步驟，確定并存儲其電壓并且朝另外的電路線路放電；?將與對應的電路線路相關聯的存儲電壓值與閾值進行比較；并且?如果至少一個存儲電壓值低于該閾值，則生成錯誤指示。
【專利說明】電子系統以及用于測試電容式電路線路的方法
[0001]本發明總體上涉及錯誤檢測領域。更具體地，本發明涉及電子系統以及一種用于測試特別是家用電器中的電路線路的方法。
【背景技術】
[0002]家用電器行業中使用的電子系統需要符合安全相關規范，特別是安全相關信號處理的相關規范(如IEC/UL/CSA 60730) ο
[0003]所述電子系統可以包括模擬復用器以便將多個信號按時間多路傳輸到電子部件(例如，微控制器)的某個輸入。由此，多個信號可以連接至可提供有限數量的輸入端口的電子部件。
[0004]為了符合安全相關規范的要求，常用解決方案是使電子系統中使用的每一個復用器的輸入用于固定的基準信號。基準信號可以是具有預先指定的值的基準電壓。通過定期采樣所述基準信號，可以測試該電子系統的正確功能。
[0005]所述通用解決方案的缺點是每一個復用器保留一個輸入以用于錯誤檢測。從而，可用輸入的數量減少，并且在某些配置中，由于可用的復用器輸入的數量減少而需要另外的復用器。
[0006]相應地，有必要改進電子系統中的現有錯誤檢測方法以便提高可用硬件資源的利用率。
【發明內容】
[0007]本發明的實施例的目的是提供一種具有錯誤檢測的電子系統以及一種用于對電子系統中的錯誤進行檢測的方法，其示出了可用硬件資源的改進的利用率。該目標是通過獨立權利要求的特征來實現的。在從屬權利要求中給出了多個優選實施例。若無另外明確指明，本發明的多個實施例可以彼此自由組合。
[0008]根據本發明的第一方面，本發明涉及一種電子系統，該電子系統包括多條電路線路和用于對該多條電路線路上及其之間的錯誤進行檢測的錯誤檢測部件，其中，每條電路線路具有與地面水平不同的電壓，該錯誤檢測部件被適配成用于進行測試例程，該測試例程包括以下步驟:
[0009]-從該多條電路線路中選出一條電路線路；
[0010]-確定所選擇的電路線路的電壓并且存儲該電壓值；
[0011 ]-使所選擇的電路線路放電至地面水平；
[0012]-迭代地重復上述選擇電路線路的步驟，確定并存儲其電壓并且朝另外的電路線路放電；
[0013]-將與對應的電路線路相關聯的存儲電壓值與閾值進行比較;并且
[0014]-如果至少一個存儲電壓值低于該閾值，則返回錯誤指示。
[0015]具體地，將存儲電壓值與閾值進行比較和使選擇的電路線路放電至地面水平的步驟是可以至少部分重疊的，即可以至少部分同時進行。
[0016]通過進行上述測試例程，能夠確定與電路線路相關聯的錯誤，不需要保留復用器的引腳來用于錯誤檢測。另外，不僅可以只檢測某一條電路線路上的錯誤或故障，而且還可以檢測兩條電路線路(例如，鄰近的電路線路)之間的錯誤或故障。
[0017]根據另外的實施例，這些電路線路是包括雙向復用器的輸入/輸出或公共輸出/輸入的線路，并且該錯誤檢測部件被適配成用于通過尋址該雙向復用器的控制輸入來選擇某一條電路線路。優選地，該雙向復用器包括一條公共輸出/輸入線路以及多條輸入/輸出線路，該多個輸入/輸出線路通過尋址該雙向復用器的控制輸入而彼此獨立地有待連接至公共輸出/輸入線路。該公共輸出/輸入線路可以聯接至該錯誤檢測部件。該錯誤檢測部件可以實現在微控制器中。通過復用器的受控尋址，可以分析多條不同的電路線路。
[0018]根據另外的實施例，該錯誤檢測部件被適配成用于對所確定的電壓值進行模數轉換。由此，能夠在數字域中確定電路線路的電壓。另外，可以在錯誤檢測部件提供的或者與其連接的存儲器中存儲電壓值以用于進一步的調查。
[0019]根據另外的實施例，該錯誤檢測部件被適配成用于借助于下拉晶體管使所選擇的電路線路放電。優選地，該錯誤檢測部件是通過微控制器來實現的，其中，所選擇的電路線路的放電是通過將該微控制器的引腳設置到數字低電平來進行的。由此，通過將與待分析的電路線路連接的微控制器的引腳或端口轉換至低電平，可以獲得電路線路的放電。
[0020]根據另外的實施例，該錯誤檢測部件被適配成用于進行值范圍檢查以確定這些電路線路的電壓是否在預定的范圍內。例如，通過使用值范圍檢查，能夠確定所選擇的電路線路的電壓值是否與正電源電壓發生短路。
[0021]根據另外的實施例，該錯誤檢測部件被適配成用于迭代地進行上述測試例程至少兩次。由此，能夠檢測具有未定義電位的浮動電路線路，從而避免使碰巧具有高于閾值的電壓值的浮動電路線路被認為是無錯誤的。
[0022]根據另一方面，本發明涉及一種用于對多條電路線路上及其之間的錯誤進行檢測的方法，這些電路線路具有與地面水平不同的電壓，該方法包括以下步驟:
[0023]-從該多條電路線路中選出一條電路線路；
[0024]-確定所選擇的電路線路的電壓并且存儲該電壓值；
[0025]使所選擇的電路線路放電至地面水平；
[0026]-迭代地重復上述選擇電路線路的步驟，確定并存儲其電壓并且朝另外的電路線路放電；
[0027]-將與對應的電路線路相關聯的存儲電壓值與閾值進行比較;并且
[0028]-如果至少一個存儲電壓值低于該閾值，則返回錯誤指示。
[0029]根據第三方面，本發明涉及一種計算機可讀存儲介質，該計算機可讀存儲介質包括多個指令，這些指令在被電器的至少一個處理器執行時致使該電器進行用于對多條電路線路上及其之間的錯誤進行檢測的操作，這些電路線路具有與地面水平不同的電壓，該操作包括以下步驟:
[0030]-從該多條電路線路中選出一條電路線路；
[0031]-確定所選擇的電路線路的電壓并且存儲該電壓值；
[0032]-使所選擇的電路線路放電至地面水平；
[0033]-迭代地重復上述選擇電路線路的步驟，確定并存儲其電壓并且朝另外的電路線路放電；
[0034]-將與對應的電路線路相關聯的存儲電壓值與閾值進行比較;并且
[0035]-如果至少一個存儲電壓值低于該閾值，則生成錯誤指示。
[0036]在本發明中使用的術語“基本上”或“大致”是指與準確值偏差+/-10%、優選地+/_5%，和/或對功能而言無關緊要的變化形式的偏差。
【附圖說明】
[0037]從以下詳細說明和附圖中將容易理解本發明的這些不同方面，包括其具體特征和優點，在附圖中:
[0038]圖1示出了根據本發明的電子系統的實例示意性圖示；
[0039]圖2示出了在根據圖1的電子系統中實現的復用器的實例示意性圖示;并且
[0040]圖3示出了測試例程的實施例的實例流程圖。
【具體實施方式】
[0041]現在將參照這些附圖對本發明進行更全面的描述，在附圖中示出了多個示例性實施例。然而，本發明不應該被解釋為局限于在此闡述的這些實施例。貫穿以下說明，當適用時，使用類似的參考數字來表示類似的元件、部件、物件或特征。
[0042]圖1圖示了電子系統I的實施例。電子系統I包括電容式值生成部件2。值生成部件2可以是被適配成用于提供可測量值、尤其是電值的任何電容式部件。例如，值生成部件2可以是包括多個觸摸式按鈕的電容式觸摸板，其中，該觸摸板可以依據觸摸狀態(觸摸與否)提供與對應的觸摸式按鈕關聯的電壓值。根據另一個實例，值生成部件2可以是調溫和限溫控件，該調溫和限溫控件包括多個模擬溫度傳感器(例如，NTC式)，其中，落在溫度傳感器上的電壓指示溫度傳感器的溫度。
[0043]值生成部件2可以連接至包括一組引腳3.1的微控制器3。所述引腳3.1可以優選為模擬輸入和數字輸出，其中，引腳的功能取決于應用于微控制器3的控制信號。為了分析值生成部件2提供的電值，值生成部件2的每一輸出2.1必須連接至微控制器3的引腳3.1以分析值生成部件2提供的電值。
[0044]在微控制器3的引腳3.1的數量低于值生成部件2提供的輸出2.1的數量的情況下，復用器4用于將多個輸出2.1多路傳輸至微控制器3的一個引腳3.1。
[0045]圖2示出了將用于電子系統I中的復用器4的實例實施例。所示的復用器4可以是8對I復用器，該復用器被適配成用于基于提供給復用器4的控制信號將在八個輸入4.1之一提供的電信號轉換至公共輸出4.2。因此，在某一時間點，某一輸入4.1連接至復用器4的輸出4.2，該復用器允許對值生成部件2通過微控制器3提供電值進行按時間分析。
[0046]復用器4可以是雙向復用器，即復用器4也可以朝反方向操作，其中公共輸出4.2用作輸入而多個輸入4.1用作輸出4.2。因此，這些輸入4.1還可以被稱為輸入/輸出4.1，并且公共輸出4.2還可以被稱為公共輸出/輸入4.2。
[0047]復用器4可以進一步包括一組控制輸入4.3，這些控制輸入能使夠尋址復用器，從而使得某一輸入/輸出4.1電連接至公共輸出/輸入4.2。由此，根據調度的受控轉換是可能的。復用器4可以進一步包括禁止輸入4.4，當高電平(例如5V)被施加于禁止輸入4.4時，該禁止輸入同時禁用復用器4的開關。
[0048]為了遵守用于家用電器行業的電子系統的上述安全相關規范(IEC/UL/CSA60730)，需要進行錯誤檢測。
[0049]所述錯誤檢測可以被適配成用于檢測:
[0050]-連接至復用器4的電路線路6、7與地面(即零電位)發生的短路；
[0051]-連接至復用器4的電路線路6、7與正電源電壓(+Vcc)或與負電源電壓(-Vcc)發生的短路；
[0052]-與鄰近的電路線路或引腳發生的短路；
[0053]-導致浮動電位的開路；
[0054]-由于在控制輸入或連接至這些控制輸入的電路線路處的錯誤而引起的復用器的錯誤尋址。
[0055]為了檢測上述錯誤，進行包括多個連續步驟的測試例程。該測試例程可以在錯誤檢測部件8中實現。所述錯誤檢測部件8可以集成到微控制器3中。根據另外一個實施例，錯誤檢測部件8可以被實現為獨立于微控制器3的自足式部件。此外，錯誤檢測部件8可以被至少部分地在軟件中實現。
[0056]為了進行用于錯誤檢測的測試例程，可以滿足以下的要求:
[0057]-在開始該測試例程之前，電路線路6、7的電壓不同于0V，即不同于地電位或零電位。可以在一定電壓(例如，3.0V-4.0V、尤其是3.7V的電壓)下對連接至值生成部件2的電路線路6、7進行充電，因為該電容式值生成部件2在所述電壓下正常運行。
[0058]-這些電路線路6、7和值生成部件2可以被放電至0V，即地電位或零電位。所述放電可以借助于連接至地面的下拉晶體管進行；
[0059]-在放電至OV之后，這些電路線路6、7的電壓停留在OV或基本上0V。
[0060]在下文中，基于圖3所示的流程圖對該測試例程進行描述。該測試例程可以通過錯誤檢測部件8進行，該錯誤檢測部件優選地集成在微控制器3中。在開始該測試例程之后，在第一步驟，選擇電路線路6、7(S10)。在應對包括多個輸入/輸出4.1之一的電路線路6進行測試的情況下，驅動控制輸入4.3從而使得所選擇的輸入/輸出4.1連接至復用器4的公共輸出
4.2。微控制器3可以被控制成使得連接至復用器4的公共輸出4.2的微控制器3的引腳3.1被設置為模擬輸入，即分析在引腳3.1提供的信號。
[0061]隨后，確定所選擇的電路線路的電壓(Sll)。所述決定可以通過微控制器3的測量手段進行。優選地，借助于模數轉換器(A/D轉換器)將在引腳3.1提供的模擬信號從模擬域轉換成數字域。隨后，存儲該數字電壓值(S12)。
[0062]在以下步驟中，使所選擇的電路線路放電至地面水平(OV)(S13)。所述放電可以借助于該微控制器3進行。具體地，引腳3.1可以通過用正確的方式控制微控制器3而被設置成低電平。由此，使與所選擇的電路線路關聯的電容器放電。優選地，下拉晶體管可以用于使該電路線路放電。放電所需的時期取決于R-C時間常數，因此電路線路的放電需要一定的時期(例如I毫秒-100毫秒)。
[0063]隨后在測試例程中，檢查是否需要測試任何另外的電路線路(S14)。如果是，則測試例程從步驟SlO再次開始，即選擇待測試的另外一條電路線路。反之，如果沒有另外的電路線路需要測試，則分析該至少一個存儲電壓值(S15)。如果存儲電壓值中的至少一者小于某一閾值(例如〈0.1V)(S16)，則生成錯誤標記(S17)，從而指示所測試的電子系統I內的故障，因為正確配置且充分工作的電子系統I應僅返回高于預定義閾值的值。
[0064]另外，可以進行值范圍測試。借助于值范圍測試，從典型測量值中可以檢測非典型偏差。具體地，可以檢測典型測量值的過沖或下沖。為了進行值范圍測試，如果電壓值在預期范圍內，則可以通過模數轉換并且分析數字電壓值來檢查對應的電路線路的電壓值。
[0065]在下文中，更詳細地描述了可以通過前述測試例程檢測的不同的錯誤情景。
[0066]基于該測試例程，可以檢測包括控制輸入引腳4.3之一的電路線路中的錯誤。通常，包括控制輸入引腳4.3之一的電路線路中的錯誤可能導致錯誤尋址。由于錯誤尋址，電路線路可能被選擇并分析兩次，即已經測試并因此放電的電路線路可能被再次測試。從而，在另外一測試例程中，可以檢測低于閾值的電壓電平。從而，可以生成錯誤標記，從而指示對應的電路線路中的錯誤。
[0067]同樣，包含復用器4的輸入/輸出4.1的電路線路與地面發生的短路可能導致檢測到的電壓低于閾值，并且因此導致生成錯誤標記。另外，也可以檢測輸入/輸出4.1與復用器的鄰近引腳發生的短路，因為短路線路中的一個短路線路的放電也可以導致另外一條電路線路的放電。當確定所述另外一條電路線路的電壓時，檢測到低于閾值的電壓，從而導致生成錯誤標記。
[0068]借助于上述測試例程甚至可以檢測開路線路(如短路線路)。開路線路可以是浮動的，即電壓值可以不受限定。因此，當分析浮動引腳時，值范圍檢查可能不可靠地檢測錯誤。通過進行所述測試例程，該浮動電路線路可以與導致浮動電路線路放電的A/D轉換器的放電輸入連接。因此，為了檢測所有的浮動電路線路，可以進行測試例程兩次。優選地，該測試例程以不同的方向和/或不同的順序進行。優選地，該測試例程可以定期進行，即在第一步驟朝向前方向而在第二步驟朝向后方向，其中在兩個步驟之間正常運行以便確保電路線路
6、7包括正常運行電壓。
[0069]類似地，也可以檢測關于包括復用器輸出4.2或禁止輸入4.4的電路線路的錯誤。
[0070]上文已經描述了如所附權利要求書限定的根據本發明的電子系統的實施例。這些應被視為只是非限制性的實例。如本領域技術人員所理解的，許多修改和替代實施例在本發明的范圍內都是可能的。
[0071 ] 參考符號清單
[0072]I 電子系統
[0073]2 值生成部件
[0074]2.1 輸出
[0075]3 微控制器
[0076]3.1 引腳
[0077]4 復用器
[0078]4.1 輸入
[0079]4.2 輸出
[0080]4.3控制輸入
[0081]4.4禁止輸入
[0082]5 控制輸入
[0083]6 電路線路
[0084]7 電路線路
[0085]8 錯誤檢測部件
【主權項】
1.一種電子系統，該電子系統包括多條電路線路以及用于對該多條電路線路上及其之間的錯誤進行檢測的錯誤檢測部件，其中，每條電路線路具有與地面水平不同的電壓，該錯誤檢測部件被適配成用于進行測試例程，該測試例程包括以下步驟: -從該多條電路線路中選出一條電路線路； -確定所選擇的電路線路的電壓并且存儲該電壓值； -使所選擇的電路線路放電至地面水平； -迭代地重復上述選擇電路線路的步驟，確定并存儲其電壓并且朝另外的電路線路放電； -將與對應的電路線路相關聯的存儲電壓值與閾值進行比較;并且-如果至少一個存儲電壓值低于該閾值，則生成錯誤指示。2.根據權利要求1所述的電子系統，其中，這些電路線路是包括雙向復用器的輸入/輸出或公共輸出/輸入的線路，并且該錯誤檢測部件被適配成用于通過尋址該雙向復用器的控制輸入來選擇某一條電路線路。3.根據權利要求1或2所述的電子系統，其中，該錯誤檢測部件被適配成用于對所確定的電壓值進行模數轉換。4.根據以上權利要求中任一項所述的電子系統，其中，該錯誤檢測部件被適配成用于借助于下拉晶體管使所選擇的電路線路放電。5.根據以上權利要求中任一項所述的電子系統，其中，該錯誤檢測部件是通過微控制器實現的，其中，所選擇的電路線路的放電是通過將該微控制器的引腳設置到數字低電平來進行的。6.根據以上權利要求中任一項所述的電子系統，其中，該錯誤檢測部件被適配成用于進行值范圍檢查以確定這些電路線路的電壓是否在預定的范圍內。7.根據權利要求6所述的電子系統，其中，該錯誤檢測部件被適配成用于迭代地進行該測試例程至少兩次以便檢測浮動電路線路。8.根據以上權利要求中任一項所述的電子系統，其中，可以至少部分同時進行所述將這些存儲電壓值與閾值進行比較和使所選擇的電路線路放電至地面水平的步驟。9.家用電器，該家用電器包括根據以上權利要求中任一項所述的電子系統。10.—種用于對多條電路線路上及其之間的錯誤進行檢測的方法，這些電路線路具有與地面水平不同的電壓，該方法包括以下步驟: -從該多條電路線路中選出一條電路線路； -確定所選擇的電路線路的電壓并且存儲該電壓值； -使所選擇的電路線路放電至地面水平； -迭代地重復上述選擇電路線路的步驟，確定并存儲其電壓并且朝另外的電路線路放電； -將與對應的電路線路相關聯的存儲電壓值與閾值進行比較;并且-如果至少一個存儲電壓值低于該閾值，則返回錯誤指示。11.一種計算機可讀存儲介質，包括 多個指令，這些指令在被電器的至少一個處理器執行時致使該電器進行用于對多條電路線路上及其之間的錯誤進行檢測的操作，這些電路線路具有與地面水平不同的電壓，該操作包括以下步驟: -從該多條電路線路中選出一條電路線路； -確定所選擇的電路線路的電壓并且存儲該電壓值； -使所選擇的電路線路放電至地面水平； -迭代地重復上述選擇電路線路的步驟，確定并存儲其電壓并且朝另外的電路線路放電； -將與對應的電路線路相關聯的存儲電壓值與閾值進行比較;并且 -如果至少一個存儲電壓值低于該閾值，則生成錯誤指示。
【文檔編號】G01R31/28GK105829900SQ201480068759
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月9日
【發明人】馬丁·克瑙森貝格爾, 蒂鮑特·里戈萊, 詹盧卡·文圖里尼, 亨里克·許特, 弗里德里希·貝克
【申請人】伊萊克斯家用電器股份公司